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专利号: 2022116456131
申请人: 华北科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于增强现实的矿山灾害应急仿真方法,其特征在于,包括:获取巷道的地形三维数据和环境数据;

基于所述地形三维数据和所述环境数据采用增强现实技术生成巷道仿真情景;

当所述环境数据超过预设阈值,进行灾害预警;

进行矿山灾害发展演变预测,在所述巷道仿真情景中进行矿山灾害应急场景的模拟仿真过程;

基于所述模拟仿真过程预演应急预案;

其中,所述进行矿山灾害发展演变预测,在所述巷道仿真情景中进行矿山灾害应急场景的模拟仿真过程,具体包括:获取反映矿山灾害发展演变的环境数据的参考值ysp;

基于矿山灾害环境数据实际的过程输出y和所述参考值ysp,生成并输出模拟仿真轨迹yd,计算公式如下所示,其中,k代表第k个仿真区间,λ表示预测水平,用来表示自第k个仿真区间起算的未来控制区间数量,yd(k+λ|k)为在预测水平λ条件下的第k+λ个仿真区间的模拟仿真轨迹的期望输出,ysp(k)与ysp(k+1‑i)分别为第k个、第k+1‑i个仿真区间的矿山灾害发展演变的环境数(λ) (λ)据的参考值,y(k+1‑i)为第k+1‑i个仿真区间的实际环境数据; δi ,μ 为比例系数,(λ) (λ)通过时域滚动的方式计算 δi ,μ 可得y(k+1‑i)、ysp(k+1‑i)、ysp(k)的比重,经过循环滚动优化后,计算矿山灾害发展演变的模拟仿真轨迹yd。

2.根据权利要求1所述的基于增强现实的矿山灾害应急仿真方法,其特征在于,所述基于所述地形三维数据和所述环境数据采用增强现实技术生成巷道仿真情景,具体包括:基于所述地形三维数据进行虚拟场景渲染构建,得到三维虚拟场景;将所述环境数据与所述三维虚拟场景结合,得到动态虚拟场景;

基于所述动态虚拟场景,采用增强现实技术生成巷道仿真情景;

将所述巷道仿真情景采用增强现实设备进行展示与交互。

3.根据权利要求1所述的基于增强现实的矿山灾害应急仿真方法,其特征在于,所述当所述环境数据超过预设阈值,进行灾害预警,具体包括:预设环境数据的灾害预警阈值和灾害发生阈值;

基于所述灾害预警阈值和所述灾害发生阈值获取灾害预警数据范围和灾害发生数据范围;

当所述环境数据达到所述灾害预警数据范围,进行灾害临近预警;

当所述环境数据达到所述灾害发生数据范围,进行灾害发生预警;

基于所述环境数据,采用自回归积分滑动平均模型获取环境数据变化趋势;

基于所述环境数据变化趋势获取灾害信息。

4.根据权利要求1所述的基于增强现实的矿山灾害应急仿真方法,其特征在于,所述方法还包括:获取应急预案的处理结果;

基于所述处理结果,进行反馈与调整。

5.一种基于增强现实的矿山灾害应急仿真系统,其特征在于,包括:获取模块,被配置成获取巷道的地形三维数据和环境数据;

生成模块,被配置成基于所述地形三维数据和所述环境数据采用增强现实技术生成巷道仿真情景;

预警模块,被配置成当所述环境数据超过预设阈值,进行灾害预警;

预测模块,被配置成进行矿山灾害发展演变预测,在所述巷道仿真情景中进行矿山灾害应急场景的模拟仿真过程;

预演模块,被配置成基于所述模拟仿真过程预演应急预案;

其中,预测模块被进一步配置成:

数据获取子模块,被配置成获取反映矿山灾害发展演变的环境数据的参考值ysp;

计算子模块,被配置成基于矿山灾害环境数据实际的过程输出y和所述参考值ysp,生成并输出模拟仿真轨迹yd,计算公式如下所示,其中,k代表第k个仿真区间,λ表示预测水平,用来表示自第k个仿真区间起算的未来控制区间数量,yd(k+λ|k)为在预测水平λ条件下的第k+λ个仿真区间的模拟仿真轨迹的期望输出,ysp(k)与ysp(k+1‑i)分别为第k个、第k+1‑i个仿真区间的矿山灾害发展演变的环境数(λ) (λ)据的参考值,y(k+1‑i)为第k+1‑i个仿真区间的实际环境数据; δi ,μ 为比例系数,(λ) (λ)通过时域滚动的方式计算 δi ,μ 可得y(k+1‑i)、ysp(k+1‑i)、ysp(k)的比重,经过循环滚动优化后,计算矿山灾害发展演变的模拟仿真轨迹yd。

6.根据权利要求5所述的基于增强现实的矿山灾害应急仿真系统,其特征在于,生成模块被进一步配置成:构建子模块,被配置成基于所述地形三维数据进行虚拟场景渲染构建,得到三维虚拟场景;

结合子模块,被配置成将所述环境数据与所述三维虚拟场景结合,得到动态虚拟场景;

生成子模块,被配置成基于所述动态虚拟场景,采用增强现实技术生成巷道仿真情景;

交互子模块,被配置成将所述巷道仿真情景采用增强现实设备进行展示与交互。

7.根据权利要求5所述的基于增强现实的矿山灾害应急仿真系统,其特征在于,预警模块被进一步配置成:预设子模块,被配置成预设环境数据的灾害预警阈值和灾害发生阈值;

第一获取子模块,被配置成基于所述灾害预警阈值和所述灾害发生阈值获取灾害预警数据范围和灾害发生数据范围;

第一预警子模块,被配置成当所述环境数据达到所述灾害预警数据范围,进行灾害临近预警;

第二预警子模块,被配置成当所述环境数据达到所述灾害发生数据范围,进行灾害发生预警;

第二获取子模块,被配置成基于所述环境数据,采用自回归积分滑动平均模型获取环境数据变化趋势;

第三获取子模块,被配置成基于所述环境数据变化趋势获取灾害信息。

8.根据权利要求5所述的基于增强现实的矿山灾害应急仿真系统,其特征在于,所述系统还包括:反馈模块,被配置成获取应急预案的处理结果,以及,基于所述处理结果,进行反馈与调整。